I ricercatori dell’Università di Ottawa hanno testato nel terreno dei riflettori artificiali ad alta albedo in grado di aumentare la resa energetica fino al 4,5%, calcolandone la spesa economica
Aumentare la produzione fotovoltaica con un occhio al portafoglio
Entro i prossimi 10 anni , complice la progressiva riduzione dei costi, i pannelli bifacciali dovrebbero conquistare una fetta del 10% del mercato solare globale. Perché allora non progettare fin da subito un metodo per aumentare la produzione fotovoltaica di questa tecnologia anche in terreni con basso albedo e nelle giornate nuvolose? Questa la sfida accettata da un gruppo di scienziati dell’Università di Ottawa e del NREL, il cui recente studio ha dimostrato i benefici sulla resa energetica ottenuti grazie all’aggiunta di riflettori artificiali.
Il team, guidato dalla professoressa di ingegneria elettrica Karin Hinzer, ha studiato l’effetto di questi elementi e il loro corretto posizionamento all’interno dell’impianto fotovoltaico, calcolando non solo l’incremento nella resa energetica giornaliera e annuale ma anche il costo massimo di queste ottimizzazioni.
“Abbiamo scoperto come le superfici bianche altamente riflettenti possono aumentare la produzione di energia solare”, spiega Mandy Lewis, l’autrice principale dello studio. “Fondamentalmente per massimizzare questo vantaggio, questi riflettori dovrebbero essere posizionati direttamente sotto i pannelli solari e non tra le file“.
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Il guadagno bifacciale e l’albedo del terreno
Nel fotovoltaico bifacciale, gli esperti del settore calcolano la generazione di energia sul lato posteriore del modulo in termini di “guadagno bifacciale“. Questo elemento misura l’aumento percentuale della produzione energetica di un pannello solare bifacciale rispetto a un pannello monofacciale nelle stesse condizioni. Sul guadagno incidono diversi fattori ma uno tra i più influenti è sicuramente l’albedo del suolo, ossia il potere riflettente della superficie sotto e intorno i moduli. Va da sé che superfici con alta albedo, come ad esempio terreni coperti da neve fresca, permettono di ottenere un guadagno bifacciale più alto rispetto ad esempio a superfici asfaltate.
Per ridurre il più possibile questa differenza e incrementare la produzione fotovoltaica anche su suolo libero, erba, sabbia o asfalto, negli anni sono stato studiati diversi riflettori artificiali da incorporare nel terreno, come specchi, teloni, ciottoli o vernici bianche, in grado di aumentare l’albedo. Tuttavia, come spiega il team di Hinzer, il rapporto costo-efficacia di queste soluzioni è ancora sotto esame.
Quanto costa aumentare la produzione fotovoltaica bifacciale con riflettori?
Per colmare il gap di informazioni gli scienziati hanno dimostrato gli effetti delle dimensioni e della posizione di riflettori artificiali sulla resa energetica per un sistema fotovoltaico bifacciale con tracciamento orizzontale ad asse singolo. Riportando anche il loro impatto a livello economico. “Abbiamo definito una nuova metrica – spiegano – per quantificare la fattibilità economica dei riflettori artificiali” includendo una gamma di latitudini e condizioni meteorologiche. Il riflettore impiegato? Una geomembrana in polietilene ad alta densità con una riflettività ponderata solare di circa il 70%.
I test hanno mostrato che il materiale può aumentare l’irradianza incidente totale dell’1,9%–8,6% e la resa energetica totale dello 0,9%–4,5% ogni anno, con un costo massimo sostenibile per questi miglioramenti fino a $ 2,50–4,60/m2. “Questi risultati – scrive l’Università di Ottawa in una nota stampa – hanno un valore particolare per il Canada e altri paesi che sono tipicamente nuvolosi poiché sono stati osservati guadagni di potenza del 6,0% nella piovigginosa Seattle rispetto al 2,6% nell’arida Tucson”.
